DE10358554B4

DE10358554B4 - Chirurgisches Instrument zum Sezieren von Knochen oder anderem Gewebe mit Teleskopaufsatz

Info

Publication number: DE10358554B4
Application number: DE10358554A
Authority: DE
Inventors: Rex Wesley Shores; James Q. Spitler; Dana A. Eskridge; Dennis L. Foster; Douglas W. Haight; Laura A. Kriese; Stephen G. Savage; Danny C. Riedel
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: US20040122460A1; FR2860419A1; US8518065B2; FR2967889B1; US20080208195A1; DE10358554A1; US7559927B2; US20130340238A1; FR2967889A1; US9066729B2; FR2848807B1; FR2848807A1

Abstract

Chirurgisches Instrument zur Sezierung von Knochen oder anderem Gewebe (B), wobei das chirurgische Instrument (10) umfasst: einen Motor (20) mit einem Leistungsausgang, ein Sezierwerkzeug (50) mit einer Werkzeugwelle (52), das einen Sezierkopf (54) am Distalende umfasst und eine Werkzeugschaftkupplung (56) am gegenüberliegenden proximalen Ende, eine erste Koppelanordnung (30), die zur selektiven Kopplung des Leistungsausgangs mit der Werkzeugschaftkupplung (56) des Sezierwerkzeugs (50) in einer Betriebsposition dient, wobei die Koppelanordnung (30) eine Entriegelungsposition umfasst, in der das Sezierwerkzeug (50) von dem Leistungsausgang entkoppelt werden kann, wobei die erste Koppelanordnung (30) weiter ein distales Drehbetätigungsteil (36) zur Steuerung der Bewegung der ersten Koppelanordnung (30) von der Betriebsposition in die Entriegelungsposition umfasst, ein Aufsatzrohr (40), das mindestens um einen Teilbereich der Werkzeugwelle (52) positioniert wird, um damit mindestens diesen Teilbereich der Werkzeugwelle (52) vor dem Sezierkopf (54) zu stützen, wobei das Aufsatzrohr (40) verschiebbar ist, um die Position mit dem distalen Drehbetätigungsteil (36) zwischen...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument zum Sezieren von Knochen oder anderem Gewebe gemäß Patentanspruch 1. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung einen Teleskopaufsatz für ein chirurgisches Instrument.
Bei verschiedenen chirurgischen Eingriffen ist es erforderlich, Knochen oder anderes Gewebe zu sezieren. Viele herkömmliche chirurgische Instrumente, die zum Sezieren von Knochen oder anderem Gewebe verwendet werden, nutzen pneumatische oder elektrische Motoren, um ein Schneideelement zu drehen. Solche chirurgischen Instrumente umfassen häufig ein Motorteil mit einer Rotationswelle, ein Sezierwerkzeug mit einem Schneid- oder Schleifelement, das an die Rotationswelle des Motors gekoppelt wird und eine Koppelanordnung zum Verbinden des Sezierwerkzeugs mit einer Spindel oder Aufnahme der Rotationswelle. Die Spindel oder die Aufnahme der Rotationswelle sind gewöhnlich innerhalb eines Gehäuses mit einer Basis angeordnet, die an dem Motor befestigt ist.
Da es häufig erforderlich ist, das Sezierwerkzeug auszuwechseln, ist im Stand der Technik auch bekannt, Schnelllösekupplungen zu verwenden, um das Sezierwerkzeug an dem chirurgischen Instrument zu sichern. Ein Beispiel einer solchen Schnelllösekupplung ist im erteilten Patent mit der Patent Nummer US 5505737 A mit dem Titel „Schnelllösekupplung für ein Sezierwerkzeug” dargestellt und beschrieben auf das hiermit Bezug genommen wird. Die Schnelllösekupplung, die in dem US-Patent mit der Nummer US 5505737 A dargestellt ist, umfasst eine Spindelanordnung, welche mit einer Spindel eines chirurgischen Instruments verbunden ist. Die Spindelanordnung weist eine Rohrschaftkupplung für ein Sezierwerkzeug auf. Die Rohrschaftkupplung der Spindelanordnung ist mit Öffnungen versehen, die innerhalb einer Mittelbohrung der Rohrschaftkupplung enden, durch welche sich der Rohrschaft des Sezierwerkzeuges sich erstreckt.
Derartig angetriebene chirurgische Sezierinstrumente verwenden oftmals Sezierwerkzeuge mit kleinen Rohrschaftdurchmessern im Verhältnis zu ihrer Länge. Solche Rohrschäfte können sich im Betrieb verbiegen oder zerstört werden, wenn diese nicht adäquat angetrieben werden.
Diese Mängel können verstärkt werden, falls solche Rohrschäfte mit Motoren verwendet werden, die Geschwindigkeiten über 72.000 U/min erreichen. Werkzeughersteller haben dafür Aufsätze oder Rohre entwickelt, die in das Motorteil eingreifen und einen Teil der Sezierwerkzeugschäfte aufnehmen. Üblicherweise umfasst solch ein Aufsatz ein oder mehrere Lager, welche die Sezierwerkzeugschäfte stützen, wenn diese von der Werkzeugaufnahme vorstehen. Derartige Aufsätze können in vielen Konfigurationen bereitgestellt werden, die hinsichtlich Länge, Durchmesser und Funktion variieren. Obwohl auch teleskopartige Aufsätze verwendet werden, welche es ermöglichen, den Abstand der distalen Spitze der Rohrverlängerung zu dem Motorgehäuse zu variieren, ist die Installation und Justierung solcher Vorrichtungen aufwendig.
Die US 2002/01 51 902 A1 ( DE 602 25 422 T2 ) beschreibt ein chirurgisches Instrument zur Dissektion von Knochen und anderem Gewebe. Das Instrument umfasst eine Rotationsantriebswelle mit einem Hohlraum, ein Dissektionswerkzeug, das herausnehmbar in dem hohlbaren Raum aufgenommen ist, wobei das Dissektionswerkzeug eine Längsachse definiert, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei das erste Ende ein Dissektionselement aufweist, wobei das zweite Ende eine mittig angeordnete Öffnung aufweist, die sich entlang der Längsachse erstreckt. Ein Einschubelement wird von der Rotationsantriebswelle getragen und erstreckt sich in die Öffnung des Dissektionswerkzeugs hinein. Es umfasst mindestens einen Greifer, der beweglich der Rotationsantriebswelle zugeordnet ist und neben dem Hohlraum angeordnet ist, wobei der mindestens eine Greifer zwischen einer verriegelten Position, in der mit dem Dissektionswerkzeug verbunden ist und einer entriegelten Position, in der es von dem Dissektionswerkzeug getrennt ist, bewegt werden kann.
Die US 5,989,257 beschreibt ein chirurgisches Instrument mit einem vorderen Ende, von dem sich ein Werkzeug mit einer Achse erstreckt, das mit einem Motor verbindbar ist. Ein Verriegelungselement ist bewegbar von einer Welle getragen, die von dem Motor rotiert wird.
Die US 3,384,085 beschreibt einen äußeren Träger für ein drehendes chirurgisches Schneidwerkzeug mit Befestigungsgreifmittel an einem Ende des Trägers und einem Lager montiert am anderen Ende des Trägers, um drehbar das komplementäre Ende des chirurgischen Schneidewerkzeugs zu tragen. Ein röhrenförmiges Zwischenstück ist gesichert an und direkt verbunden mit dem Befestigungsgreifmittel und dem Lager am anderen Ende.
Während bekannte chirurgische Werkzeuge einstellbare Komponenten umfassen, besteht ein Bedarf der sachbezogenen Art für ein verbessertes chirurgisches Werkzeug, dass das Ineinanderschieben des Aufsatzes relativ zu dem Motor ermöglicht.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein chirurgisches Instrument bereitzustellen, das ein verbessertes Ineinanderschieben des Aufsatzes relativ zu dem Motor ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das chirurgische Instrument eine Koppelanordnung zum Eingriff mit einem teleskopartigen Aufsatzrohr und mit einem chirurgischen Motor. Gemäß einem bevorzugten, aber nicht erforderlichen Aspekt des dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Koppelanordnung manuell betätigt werden, um eine Werkzeugverriegelung und eine Aufsatzrohrjustierung ohne Entfernung von dem Motor zu ermöglichen.
Zusätzliche Vorteile und Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen deutlich.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung werden anhand der detaillierten Beschreibung, die im Folgenden ausgeführt wird, deutlich. Es ist selbstverständlich, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, welche die verschiedenen alternativen Ausführungsbeispiele kennzeichnen, nur Darstellungszwecken dienen, sie sollen den Geltungsbereich der Ansprüche nicht beschränken.
Die vorliegende Erfindung wird klarer verstanden anhand der detaillierten Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen, wobei:
1 eine Darstellung eines chirurgischen Sezierwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, welches bei einem menschlichen Patienten verwendet wird, enthält;
2A eine teilweise perspektivische Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines chirurgischen Sezierwerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ist;
2B eine teilweise perspektivische Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels nach 2A enthält;
2C eine teilweise, perspektivische Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels nach 2A enthält;
2D eine perspektivische Draufsicht des Ausführungsbeispiels nach 2A enthält;
3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels einer teleskopartigen Aufsatzanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
4A und 4B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 3 in einer zusammengebauten und verriegelten Position enthalten;
5A und 5B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 3 in einer zusammengebauten und teilweise entriegelten Position enthalten;
6A und 6B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 3 in einer zusammengebauten und entriegelten Position enthalten;
7 eine perspektivische Explosionsansicht Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer teleskopartigen Aufsatzanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
8A und 8B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 7 in einer zusammengebauten und verriegelten Position enthalten;
9A und 9B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 7 in einer zusammengebauten und teilweise eingefahrenen und verriegelten Position enthalten;
10A und 10B Querschnittsteilansichten des Ausführungsbeispiels nach 7 in einer zusammengebauten und entriegelten Position enthalten;
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist nur beispielhaft und keinesfalls dazu gedacht, den Geltungsbereich der Ansprüche oder dessen Anwendung oder Verwendung zu begrenzen.
Mit Bezug auf die 1 ist ein menschlicher Patient A dargestellt, der sich einer neurologischen Operation unterzieht. Gemäß gängiger Praxis, erfordern Zugriffe auf das Gehirn oder andere neurologische Strukturen oftmals eine komplizierte Sezierung von Knochen und anderem Gewebe B, um einen Zugang zu erhalten. Beispielhaft ist hier eine Sezierwerkzeuganordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche verwendet wird, um einen Teil der Knochen und anderes Gewebe B des Patienten A zu sezieren, das sich an der chirurgischen Zugriffsstelle befindet.
In 2A bis 2D ist eine Sezierwerkzeuganordnung 10 für das Sezieren von Knochen oder anderem Gewebe dargestellt. Ein Pneumatikmotor 20 ist dargestellt mit einer Aufnahmeanordnung 22, angeordnet an dessen distalem Ende. Die Aufnahmeanordnung 22 wird nicht detaillierter in der vorliegenden Anmeldung beschrieben, da diese umfangreicher in einer älteren Anmeldung offenbart ist. Die Aufnahmeanordnung 22 umfasst einen proximal bewegbaren Teil 24 und einen distal feststehenden Bereich 26. Eine Wellenaufnahmeöffnung 28 ist an dem distalen Ende vorhanden, um gleitbar eine Rotationswelle aufzunehmen. Die Sezierwerkzeuganordnung 10 umfasst weiter eine Aufsatzbasiskoppelanordnung 30, die ausgebildet ist, um an der Aufnahmeanordnung 22 montiert zu werden und weist eine Befestigungsöffnung 34 an deren distalem Ende auf. Ein Aufsatzrohr 40 ist bereitgestellt mit einem proximalen Teil 42 mit Ausnehmungen 44, die sich entlang eines Teils davon erstrecken. Das distale Ende des Aufsatzrohrs 40 umfasst eine Werkzeugaufnahmeöffnung 48. Die Koppelanordnung 30 und das Aufsatzrohr 40 können kombiniert werden, um eine teleskopartige Aufsatzanordnung 12 zu bilden. Ein Sezierwerkzeug 50 ist ebenfalls exemplarisch dargestellt. Das Sezierwerkzeug 50 umfasst eine verlängerte Welle und einen Gewebesezierkopf 54.
In 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten der Teleskopaufsatzanordnung 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Teleskopaufsatzanordnung 12 umfasst ein Kupplungsgehäuse 30 und ein Aufsatzrohr 40. Das Sezierwerkzeug 50 ist nur der Vollständigkeit halber aber zur Verwendung in Verbindung mit der Teleskopaufsatzanordnung dargestellt, es ist jedoch keine unbedingt notwendige Komponente der Teleskopaufsatzanordnung 12. Die Aufsatzanordnung 30 umfasst ein Gehäuse 110 mit einer Außenfläche und enthält einen axial angeordneten internen Durchgang 31 (4A), der sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses 110 erstreckt. Die Werkzeugkoppelanordnung 120 ist in dem internen Durchgang 31 angeordnet. Die Werkzeugkoppelanordnung 120 umfasst einen Sprengring 112, ein Lager 114, einen Haltering 116 und ein Lager 118, die um den proximalen Teil einer Rotationswelle 121 angeordnet sind. Die Rotationswelle 121 umfasst einen umlaufende Schultervorsprung 124 und ein proximales Halteende 122. Eine Feder 140 ist benachbart an dem Schultervorsprung 124 angeordnet und eine Verriegelungshülse 142 ist um das Halteende 122 angeordnet und wird mittels eines Stifts 144 in Position gehalten.
Das distale Ende der Koppelanordnung 30 umfasst eine Aufsatzverriegelungsanordnung 160. Die Aufsatzverriegelungsanordnung umfasst ein distales Drehbetätigungsteil 36, einen Spannring 150 mit darin angeordneten Öffnungen 151, einen gespaltenen Ring 152, eine Feder 154, einen Bund 156 mit Öffnungen 157 und einer darin angeordneten Sperrkugel 158. Weitere Kugeln 166 treten in Öffnungen 151 (Spannring 150) in zusammengesetztem Zustand ein und treten in ähnlicher Weise durch die Öffnungen 164, die in dem Gehäuse 110 ausgebildet sind. Das Gehäuse 110 enthält weiter Spannhülsenbacken 163 an dessen äußerstem distalem Ende. Eine helixförmige Ausnehmung 162 ist ausgebildet, um die Sperrkugeln 158 aufzunehmen. Die helixförmige Ausnehmung 162 umfasst weiter flache Arretierungsbereiche an jedem ihrer Endbereiche. Das ist so zu verstehen, dass diese flachen Arretierungen eine vorläufige Arretierung der Sperrkugeln ermöglichen, sobald diese deren Position erreichen, und dadurch die Anordnung in der ausgewählten Position halten. Damit kann dem Bediener auch eine taktile Rückkopplung gegeben werden, wenn die Kugeln in die Arretierungen einrasten.
Das Aufsatzrohr 40 umfasst einen proximalen Bereich 42 mit einer Vielzahl an axial ausgerichteten Ausnehmungen 44, die an der Außenfläche ausgebildet sind. Eine proximale Lageranordnung 45 ist dargestellt, mit einer Anzahl an Lagern, Ringen und einer dazwischen dargestellten Spannfeder. Ein Lager 51 ist proximal zu der proximalen Lageranordnung 45 angeordnet. Das Aufsatzrohr 40 umfasst ebenfalls eine distale Lageranordnung 47. Die proximale Lageranordnung 45 und die distale Lageranordnung 47 sind fixierbar in dem Rohr 46 angeordnet und sind vorzugsweise dazu geeignet, eine Rotationswelle zu halten. Der proximale Bereich 42 ist fixierbar mit dem Äußeren des Rohrs 46 verbunden und hält das Lager 51 in Position.
In 4A bis 6B werden die Details der Werkzeugkoppelanordnung 120 und einer Aufsatzverriegelungsanordnung 160 detaillierter beschrieben. Die Querschnittsansicht der 4A und 4B zeigen die Teleskopaufsatzanordnung 12 in der komplett verriegelten Position. Das Sezierwerkzeug 50 ist in der Werkzeugkoppelanordnung 120 angeordnet und das Aufsatzrohr 40 ist in der Aufsatzverriegelungsanordnung 160 verriegelt. Wie in 4B deutlicher dargestellt, erstreckt sich der proximale Bereich 42 des Aufsatzrohres 40 bis in eine interne Kammer der Befestigungsöffnung 34 der Koppelanordnung 30. Die Kugel 166 wird innerhalb der Ausnehmungen 44 und wird in Position mittels eines Spannrings 150 gehalten. Wie dargestellt wurde das distale Drehbetätigungsteil 36 in die Verriegelungsposition gedreht, wodurch die Kugeln 158 in der helixförmigen Ausnehmung 162 bewegt werden, um das distale Drehbetätigungsteil 36 in die proximale Richtung axial zu verschieben. Wenn das distale Drehbetätigungsteil 36 in die proximaler Richtung bewegt wird, gleitet eine interne, abgeschrägte Innenfläche 37 auf eine externe abgeschrägte Außenfläche 35 der Spannhülsenbacken 163. Der Eingriff zwischen interner, konischer Innenfläche 37 und externer, konischer Außenfläche 35 der entsprechenden Abschnitte der Spannhülsenbacken 165 verengt den Durchmesser der Befestigungsöffnung 34 durch das Anlegen der Aufsatzverriegelungsanordnung 160 bis diese den proximalen Bereich 42 des Aufsatzrohrs 40 verriegeln. In dieser Position wird eine axiale Verschiebung des Aufsatzrohrs 40 in Bezug auf die Koppelanordnung 30 gehemmt.
In 5A und 5B wird eine Teleskopaufsatzanordnung 12 gezeigt, mit einer Aufsatzverriegelungsanordnung 160 in einer entriegelten Position und mit einer Werkzeugkoppelanordnung 120 in einer verriegelten Position. Das distale Drehbetätigungsteil 36 wurde in Bezug auf den Motor 20 gedreht, um die Kugeln 158 in die helixförmige Ausnehmung 162 zu bewegen. Diese Bewegung der Kugeln 158 in der helixförmigen Ausnehmung 162 zwingt das distale Drehbetätigungsteil 36 dazu, sich axial in eine distale Richtung in Bezug auf den Motor 20 zu verschieben. Eine solche distale Verschiebung entlang der Achse bewirkt, dass die konische Innenfläche 37 nicht mehr in die äußere abgeschrägte Außenfläche 35 eingreift, so dass die Befestigungsöffnung 34 sich effektiv im Durchmesser vergrößert. In diesem Zustand kann das Aufsatzrohr 40 innerhalb der Befestigungsöffnung 34 verschoben werden. Die Ausnehmungen 44 sind innerhalb des proximalen Bereichs 42 ausgebildet, so dass diese nicht über das äußerste, proximale Ende herausragen, da hier eine proximale Schulter 44a vorhanden ist. Der Eingriff der Kugel 166 in die Ausnehmungen 44 kann dem Benutzer eine taktile Rückkopplung ermöglichen, wenn die Kugel 166 erstmals in die Ausnehmung 44 eingreift. Bei distaler Bewegung des Aufsatzrohrs 40, das im Eingriff in der Aufsatzverriegelungsanordnung 160 steht, stellt der Widerstand beim Anschlagen der Kugel 166 gegen die Schulter 44a eine taktile Rückkopplung für an den Benutzer dafür dar, dass das Aufsatzrohr 40 kurz davor ist, sich von der Koppelanordnung 30 zu lösen. Eine weitere distale Bewegung des Aufsatzrohrs 40 verursacht, dass die Kugel 166 die Kompressionskraft des Spannrings 150 überwindet, so dass der Aufsatz komplett von der Befestigungsöffnung 34 entfernt werden kann.
In den 3, 5B und 6B werden Details der Werkzeugkoppelanordnung 120 dargestellt. Die Werkzeugkoppelanordnung 120 umfasst eine Verriegelungshülse 142, die um das Halteende 122 angeordnet ist. Die Verriegelungshülse 142 weist eine Innenbohrung mit einem Entlastungsbereich 210, einen Vorsprung 212, einen weiteren Entlastungsbereich 214 und einen weiteren Vorsprung 216 auf. Das Halteende 122 umfasst eine erste Spannhülsenbacke 130 und eine zweite komplementäre Spannhülsenbacke 132. Die Spannhülsenbacken enthalten an der Außenseite jeweils eine (hügelförmige) erste Umfangserweiterung 220, eine Umfangsverringerung 222 und eine zweite Umfangserweiterung 224, wie in 5B gezeigt. Die Innenfläche des Spannhülsenbackens 130 umfasst einen Vorsprung 131 und eine Gleitfläche 134. In einer ähnlichen Weise umfasst der Spannhülsenbacken 132 einen Vorsprung 133 und eine Gleitfläche 136. Es versteht sich, dass diese Gleitflächen und Vorsprünge im Wesentlichen komplementär zu den korrespondierenden Ausbildungen der Ausnehmungen 58 und 60 und den Gleitflächen 62 und 64 des Sezierwerkzeugs 50 ausgebildet sind. Wie in 4B dargestellt, korrespondiert die innere Struktur der Werkzeugkoppelanordnung 120 im Wesentlichen mit den äußeren Merkmalen der zweifach wirkenden Werkzeugkoppelanordnung 56, um das Werkzeug zu halten und eine effektive Drehkraftbeaufschlagung zu ermöglichen. Die Sicherungsbuchse 142 wird mittels eines Stifts 144 an dem Halteende 122 gehalten, der durch einen Bereich der Verriegelungshülse verläuft und sich durch einen Schlitz 137 erstreckt, der sich zwischen der Spannhülsenbacke 130 und der Spannhülsenbacke 132 befindet.
Die Werkzeugkoppelanordnung 120 nimmt eine bekannte Verriegelungsposition ein, so wie diese, die in 4B dargestellt ist, und eine zweite entriegelte Position, dargestellt in 6B. In der verriegelten Position in 4B ist der Vorsprung 212 der Umfangserweiterung 220 im Wesentlichen axial gegenüberliegend ausgerichtet und der Vorsprung 216 ist der Umfangserweiterung 224 im Wesentlichen axial gegenüberliegend ausgerichtet, wodurch die Spannhülsenbacken 130 und 132 in der Verriegelungsposition gehalten werden. In der zweiten entriegelten Position, dargestellt in 6B, ist der Vorsprung 212 im Wesentlichen axial zum Bereich der Umfangserweiterung 220 und der Vorsprung 216 ist proximal zum Bereich der Umfangserweiterung 224 versetzt. In einer ähnlichen Art ist der Entlastungsbereich 210 versetzt gegenüber der Umfangserweiterung 220 angeordnet und der Entlastungsbereich 214 ist versetzt gegenüber der Umfangserweiterung 224 angeordnet. In dieser Position können die Spannhülsenbacken 130 und 132 in deren Löseposition bewegt werden, so dass das Sezierwerkzeug 50 von der Werkzeugkoppelanordnung 120 entfernt werden kann. Es wird deutlich, dass die Feder 140 auf die Verriegelungshülse 142 wirkt, um die Verriegelungshülse in die erste Verriegelungsposition zu bringen. Wie in 6B dargestellt, ist der proximale Bereich des Aufsatzes 42 in die proximale Endposition der Befestigungsöffnung 34 bewegt, so dass das Lager 51 in Kontakt mit der Verriegelungshülse 142 gebracht ist, wodurch eine weitere proximale Bewegung des Aufsatzrohrs 40 bewirkt, dass die Verriegelungshülse in die zweite entriegelte Position bewegt wird, die in 6B gezeigt ist. Das Lager 51 bildet die Kontaktoberfläche zwischen dem Aufsatzrohr 40 und der Verriegelungshülse 142, wenn die Drehwelle 121 kraftbeaufschlagt wird. Es ist ersichtlich, dass sich das Lager 151 mit der Verriegelungshülse 142 drehen kann, um dadurch eine Drehkraftübertragung an das Aufsatzrohr 40 zu verhindern. Wenn das Aufsatzrohr 40 distal bewegt wird, zwingt die Feder 144 die Verriegelungshülse 142 in die erste Verriegelungsposition, dargestellt in 4B.
Die Sezierwerkzeuganordnung 10 kann in der folgenden Weise zusammengesetzt werden, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf eine spezifische Anordnungsreihenfolge beschränkt ist. Wie in 2A–2D gezeigt, kann die Koppelanordnung 30 gleitbar über die Aufnahmeanordnung 22 auf den Motor aufgesetzt werden. Wie in einer älteren Anmeldung mit dem Titel „Chirurgisches Instrument mit Drehschneidenbauteil und Schnelllösekupplungsanordnung” beschrieben, verursacht eine axiale Rotation der Koppelanordnung 30 um den Motor 20 eine Rotationsbewegung des proximal bewegbaren Teils 24 und dadurch wird ein innerer Aufnahmesperrmechanismus des Motors 20 in Gang gesetzt, um drehbar in die Antriebsstruktur 126 der Drehwelle 121 (3) einzugreifen. In einer bevorzugten Ausbildung wird durch Drehung der Koppelanordnung 30 um den Motor 20 auch die Koppelanordnung mit dem Motor verriegelt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Drehwinkel, der erforderlich ist, um von einer entriegelten Position in eine verriegelte Position zu gelangen, näherungsweise 90 Grad. Wie am deutlichsten in 4A gesehen werden kann, umfasst die Koppelanordnung 30 ein Paar abgeflachter Vorsprünge 33, die in der internen Kammer 31 angeordnet sind. Es ist erkennbar, dass, wenn die Koppelanordnung 30 in Richtung zum Motor 20 gleitbar vorgeschoben wird, die abgeflachten Vorsprünge 33 in die korrespondierenden Vertiefungen der Aufnahmeanordnung 22 eingreifen, um die zwei Komponenten ordnungsgemäß zu orientieren. Außerdem werden bei Drehung der Koppelanordnung 30 um den Motor 20 die abgeflachten Vorsprünge des proximal bewegbaren Abschnitts 24 antreiben, um den internen Werkzeugsverriegelungsmechanismus in Gang zu setzen und bis es im feststehenden Abschnitt 26 anliegt, so dass die Koppelanordnung fest im Eingriff mit dem Motor 20 steht.
Das Aufsatzrohr 40 kann axial in der Befestigungsöffnung 34 vorgeschoben werden. Die Ausnehmungen 44 können in der Befestigungsöffnung 34 derart positioniert werden, dass die Sperrkugeln 166 (4B) vorläufig das Aufsatzrohr 40 in der Koppelanordnung 30 zurückhalten. In dem vorläufigen Rückhaltungszustand (5B), kann das Aufsatzrohr 40 axial in der Koppelanordnung 30 verschoben sein. Mit dem Aufsatz, verbunden mit der Kupplung, kann das Sezierwerkzeug 50 dann durch die Werkzeugaufnahmeöffnung 48 eingesetzt werden, bis die Werkzeugschaftkupplung 56 benachbart zu der Werkzeugkoppelanordnung 120 der Koppelanordnung 30 angeordnet ist. Das Aufsatzrohr 40 kann dann entlang dessen Längsachse distal zu dem Motor 20 bewegt werden und dadurch die Werkzeugkoppelanordnung 120 öffnen und die Werkzeugschaftkupplung 56 kann dann in eine Verriegelungsposition vorgeschoben werden. Die distale Bewegung des Aufsatzrohrs 40 weg von dem Motor 20 führt dazu, dass das Sezierwerkzeug 50 mit der Koppelanordnung 30 gekoppelt wird. Das Aufsatzrohr 40 kann dann in Bezug auf die Koppelanordnung 30 bewegt werden, um den Abstand zwischen dem distalen Lager 47 und dem Sezierkopf 54 zu variieren. Wenn erst einmal der gewünschte Versatz erreicht ist, kann das distale Drehbetätigungsteil 36 um näherungsweise 90 Grad in die Richtung der Pfeile in Bezug auf den Motor 20 gedreht werden, um dadurch die Position des Aufsatzrohrs 40 in Bezug auf die Koppelanordnung 30 zu verriegeln.
Das Auseinandernehmen der Sezierwerkzeuganordnung 10 kann im Wesentlichen in umgekehrter Reihenfolge zu den zuvor beschriebenen Schritten zum Zusammensetzen des Hilfsmittels erfolgen. Genauer kann das distale Drehbetätigungsteil 36 in entgegengesetzte Richtung in Bezug auf den Motor 20 gedreht werden, wodurch eine axial Bewegung des Aufsatzrohrs 40 in Bezug auf die Koppelanordnung 30 ermöglicht wird. Das Aufsatzrohr 40 kann dann proximal bewegt werden, um in die Werkzeugkoppelanordnung 120 einzugreifen und diese in eine entriegelte Position zu bewegen. Das Sezierwerkzeug 50 kann dann von der Werkzeugkoppelanordnung 120 und von der Koppelanordnung entnommen werden. Danach kann das Aufsatzrohr 40 von der Koppelanordnung 30 entfernt werden oder ein neues Sezierwerkzeugs kann durch den Aufsatz in einen verriegelten Eingriff mit der Koppelanordnung 30 eingesetzt werden. Es ist erkennbar, dass die Koppelanordnung 30 schnell und leicht von dem Motor 20 durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung der Pfeile 32 entfernt werden kann, um den proximal bewegbaren Abschnitt 24 in dessen entriegelte Position zu bewegen. Dieses kann durchgeführt werden, wenn das Sezierwerkzeug 50 mit dem Aufsatzrohr 40 vollständig im Eingriff in dem distalen Ende der Koppelanordnung 30 steht.
In 7 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten einer Koppelanordnung 300 gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart. Die Teleskopaufsatzanordnung 300 umfasst ein Kupplungsgehäuse 330 und ein Aufsatzrohr 340. Das Sezierwerkzeug 350 ist der Anschaulichkeit halber abgebildet. Das Aufsatzbasisgehäuse 330 umfasst eine Aufsatzverriegelungsanordnung 378 und eine Werkzeugkoppelanordnung 360 mit einer Rotorwelle mit Spannhülsenbacken 362. Eine Feder ist um die Spannhülsenbacken 362 und einem Teil einer Verriegelungshülse 364 angeordnet. Die Verriegelungshülse 364 umfasst weiter eine Verlängerung 366 und eine äußere Schulter 370. Wie kurz vorher beschrieben, enthält das Aufsatzrohr 340 verschiedene Lageranordnungen, die ausgebildet sind, das Sezierwerkzeug 350 rotierbar zu lagern. Der proximale Bereich 343 umfasst eine Vielzahl von axial ausgerichteten Ausnehmungen 344, die ausgebildet sind, um in Vorsprünge des Aufsatzbasisgehäuses 330 einzugreifen.
In 8A und 8B ist eine Teleskopaufsatzanordnung 300 dargestellt mit einer Werkzeugkoppelanordnung 360 und einer Aufsatzverriegelungsanordnung in verriegelter Position, geeignet zur aktiven Operation, um das Sezierwerkzeug 350 zum Entfernen von Knochen oder anderem Gewebe zu verwenden. Wie detaillierter in 8B dargestellt, ist die Verriegelungshülse 364 distal verschoben, so dass die inneren Vorsprünge der Hülse im Wesentlichen den Vorsprüngen auf dem Äußeren der Spannhülsenbacken gegenüberliegen, um die Spannzange dazu zu bringen, sich um das Antriebsende 352 des Sezierwerkzeugs 350 zu schließen. Der proximale Teil des Aufsatzrohrs 343 ist im Kupplungsgehäuse 330 angeordnet, so dass in die Ausnehmungen 344 sich nach innen erstreckende Kugeln eingreifen können, wie vorstehend in Bezug auf das Ausführungsbeispiel in 3 beschrieben. Der Aufbau und die Operation der des Aufsatzverriegelungsanordnung 378 ist im Wesentlichen identisch mit dem in Bezug auf das Ausführungsbeispiel in 3 beschriebenen und wird hier nicht näher erläutert.
Die Verriegelungshülse 364 umfasst eine sich distal erstreckende Verlängerung 366 mit einer internen Bohrung mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen zu dem äußeren Durchmesser des Hilfsmittels 350 passt, so dass dieser eine Zusatzhalterung für die Werkzeugwelle während des Betriebs bildet. Es ist klar, dass die Verriegelungshülse 364 und die Verlängerung 366 sich mit dem Werkzeug 350 während des Betriebs drehen. Die Verlängerung 366 durchgreift ein Lager 380 um die Rotation der Verlängerung 366 von dem Aufsatzrohr 340 zu trennen.
Die Teleskopaufsatzanordnung 300 ist dargestellt in der entriegelten Position des Aufsatzrohrs und der verriegelten Position des Sezierwerkzeugs in 9A und 9B. Die Verriegelungshülse 364 verbleibt in der verriegelten Position, um die Spannhülsenbacken 362 dazu zu zwingen, das Werkzeug 350 zu verriegeln. Das Aufsatzrohr 340 ist axial frei beweglich, entlang der Länge der Ausnehmungen 344. Das Lager 380 ist von der äußeren Schulter 370 beabstandet und die Verlängerung 366 erstreckt sich durch das Lager 380 und in die Hülse 384. In dieser Konfiguration kann der Abstand zwischen dem Distalende des Aufsatzrohrs 340 und dem Kupplungsgehäuse 330 auf den gewünschten Abstand eingestellt werden.
In 10A und 10B ist die Teleskopaufsatzanordnung 300 dargestellt mit der Aufsatzverriegelungsanordnung 378 und der Werkzeugkoppelanordnung 360, beide in der entriegelten Position. Das Aufsatzrohr 340 wurde proximal entlang der Längsachse zu der Aufsatzbasis 330 bewegt, bis das Lager 380 an die äußere Schulter 370 der Verriegelungshülse 364 anschlägt.
Eine weitere proximale Bewegung des Aufsatzrohrs 340, dargestellt in 10B, bewirkt, dass die Verriegelungshülse 364 sich in eine Entriegelungsposition bewegt, wodurch den Spannbacken ermöglicht wird, sich in eine entriegelte Position zu bewegen. Die Werkzeugschaftkupplung 352 kann dann von der Werkzeugaufnahme entfernt werden. Die Verlängerung 366 ist so dimensioniert, dass diese in dem Lager 380, in der Hülse 384 und von der Feder 368 aufgenommen werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kontaktiert die Verlängerung 366 nicht das Lager 382. Es ist offensichtlich, dass die distale Bewegung des Aufsatzrohrs 340 weg von der Aufsatzbasis 330 es der federvorgespannten Verriegelungshülse 364 ermöglicht, sich in die verriegelte Position zu bewegen.
Die vorstehende Beschreibung ist auf eine Koppelanordnung 30 gerichtet, die von dem Motor 20 abnehmbar ausgebildet ist, jedoch ist es vorgesehen und hiermit offenbart, dass die Kupplung 30 mit dem Motor 20 eine im Wesentlichen integrierte Einheit bilden kann. Weiterhin wurden das Aufsatzrohr 40 und das Sezierwerkzeug 350 als im Wesentlichen gerade Komponenten dargestellt. Es ist jedoch leicht ersichtlich und hiermit offenbart, dass das Aufsatzrohr 40 für die Anpassung an verschiedene Anwendungen gekrümmt ausgebildet sein kann. Es ist ersichtlich, dass das Sezierwerkzeug 350 eine ausreichende Flexibilität aufweisen muss, um sich an die Krümmung des Aufsatzes entlang dessen Länge anzupassen.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können durch manuelle Betätigung der Außenflächen der Komponenten zusammengesetzt und ausgerichtet werden. Es ist selbstverständlich, dass es in dieser bevorzugten Konfiguration vorteilhaft für den Bediener ist, dass somit zusätzliche Instrumente, Werkzeuge oder umständliche Bewegungen nicht erforderlich sind, um das Kuppeln und die Justierung verschiedener Komponenten durchzuführen.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind rein exemplarischer Natur und somit sind Variationen, die nicht vom Wesentlichen der Erfindung abweichen, dazu gedacht, in dem Geltungsbereich der Erfindung zu liegen. Solche Variationen sind nicht anzusehen als eine Abweichung vom Kern und dem Geltungsbereich der Erfindung.

Claims

Chirurgisches Instrument zur Sezierung von Knochen oder anderem Gewebe (B), wobei das chirurgische Instrument (10) umfasst: einen Motor (20) mit einem Leistungsausgang, ein Sezierwerkzeug (50) mit einer Werkzeugwelle (52), das einen Sezierkopf (54) am Distalende umfasst und eine Werkzeugschaftkupplung (56) am gegenüberliegenden proximalen Ende, eine erste Koppelanordnung (30), die zur selektiven Kopplung des Leistungsausgangs mit der Werkzeugschaftkupplung (56) des Sezierwerkzeugs (50) in einer Betriebsposition dient, wobei die Koppelanordnung (30) eine Entriegelungsposition umfasst, in der das Sezierwerkzeug (50) von dem Leistungsausgang entkoppelt werden kann, wobei die erste Koppelanordnung (30) weiter ein distales Drehbetätigungsteil (36) zur Steuerung der Bewegung der ersten Koppelanordnung (30) von der Betriebsposition in die Entriegelungsposition umfasst, ein Aufsatzrohr (40), das mindestens um einen Teilbereich der Werkzeugwelle (52) positioniert wird, um damit mindestens diesen Teilbereich der Werkzeugwelle (52) vor dem Sezierkopf (54) zu stützen, wobei das Aufsatzrohr (40) verschiebbar ist, um die Position mit dem distalen Drehbetätigungsteil (36) zwischen der Betriebsposition und der Entriegelungsposition zu justieren, und eine zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160), die mit der ersten Koppelanordnung (30) verbunden ist, wobei die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) dazu dient, das Aufsatzrohr (40) selektiv mit der zweiten Aufsatzverriegelungsanordnung (160) zu verriegeln, wobei die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) eine Verriegelungsposition, in der das Aufsatzrohr (40) mit der zweiten Aufsatzverriegelungsanordnung (160) verriegelt ist, eine Justierposition, in der das Aufsatzrohr (40) bewegbar mit der zweiten Aufsatzverriegelungsanordnung (160) gekoppelt ist und eine Entriegelungsposition in der das Aufsatzrohr (40) von der zweiten Aufsatzverriegelungsanordnung (160) entfernbar ist, umfasst, wobei die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) ein mit dem Aufsatzrohr (40) bis zu einer am proximalen Ende von Ausnehmungen (44) des Aufsatzrohres (40) eingearbeiteten Schulter (44a) verbundenes Arretierhalterungssystem bestehend aus mindestens einer Sperrkugel (166) enthält, um das Aufsatzrohr (40) in einer Justierposition zu führen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei die erste Koppelanordnung (30) eine Längsachse aufweist und das distale Drehbetätigungsteil (36) bewegbar entlang der Längsachse ausgebildet ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 2, wobei das Aufsatzrohr (40) entlang der Längsachse bewegt wird, um die Position des distalen Drehbetätigungsteils (36) einzustellen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 3, wobei das Aufsatzrohr (40) so ausgebildet ist, dass die Bewegung entlang der Längsachse ohne wesentliche Rotationsbewegung ausgeführt wird.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei das Aufsatzrohr (40) mit der zweiten Aufsatzverriegelungsanordnung (160) bewegbar gekoppelt ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei das Aufsatzrohr (40) eine Vielzahl von länglichen Ausnehmungen (44) an seiner Außenfläche (42) enthält und die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) zumindest eine Sperrkugel (166) zum gleiten in den länglichen Ausnehmungen (44) umfasst.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Sperrkugel (166) gleitbar in den länglichen Ausnehmungen (44) angeordnet ist, um eine axiale Bewegung des Aufsatzrohres (40) in Bezug auf die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung 160 zu ermöglichen.
Chirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Koppelanordnung (30) eine Befestigungsöffnung (34) zur Aufnahme des Aufsatzrohres (40) und dieses zumindest einen damit gleichzeitig bewegbare Vorsprung (44a) umfasst, der sich innerhalb dieser Befestigungsöffnung (34) befindet, wobei der bewegbare Vorsprung (44a) mit dem Aufsatzrohr (40) derart zusammenwirkt, dass das Aufsatzrohr (40) in der Führungsposition gehalten wird.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 8, wobei der bewegbare Vorsprung (44a) eine taktile Rückkopplung (166, 44a) für den Anwender bereitstellt, um eine Bewegung zwischen der Entriegelungsposition und der Justierposition anzuzeigen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) ein äußeres Gehäuse mit zumindest einem distalen Drehbetätigungsteil (36) umfasst, wobei das distale Drehbetätigungsteil (36) die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung zwischen der Verrieglungsposition und der Justierposition steuert.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 10, wobei die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) eine Längsachse aufweist und zumindest das distale Drehbetätigungsteil (36) entlang der Längsachse bewegbar ausgebildet ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 11, wobei das distale Drehbetätigungsteil (36) um die Längsachse rotierbar ausgebildet ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 12, wobei erforderlich ist, dass das distale Drehbetätigungsteil (36), um weniger als 270 Grad rotiert, um die zweite Aufsatzverriegelungsanordnung (160) zwischen der Verriegelungsposition und der Justierposition zu bewegen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei der Motor (20) ein Motorgehäuse umfasst und die erste Koppelanordnung (30) entfernbar mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 14, wobei das Motorgehäuse eine Aufnahmeanordnung (22) umfasst und die erste Koppelanordnung (30) eine Drehwelle (121) umfasst, wobei die Drehwelle (121) lösbar mit der Aufnahmeanordnung gekoppelt ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 15, wobei die Aufnahmeanordnung (22) in eine Verriegelungsposition zur Kopplung der Drehwelle durch Rotationsbewegung der ersten Koppelanordnung (30) um einen Teil des Motorgehäuses bewegt wird.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Vorspannteil, um die erste Koppelanordnung (30) in die Betriebsposition zu zwingen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 1, wobei das Aufsatzrohr (40) einen gekrümmten Teil umfasst.
Chirurgisches Instrument nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die erste Koppelanordnung (30) sich entlang einer Längsachse erstreckt und wobei das Aufsatzrohr (40) entlang der Längsachse beweglich ist mit Bezug auf die erste Koppelanordnung (30), wenn die erste Koppelanordnung (30) sich in der Betriebsposition befindet.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 19, das eine erste Lageranordnung (45) umfasst, die in dem Aufsatzrohr (40) angeordnet ist, um die Welle (52) des Sezierwerkzeugs (50) zu stützen.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 20, das ferner eine zweite Lageranordnung (47) umfasst, die in dem Aufsatzrohr (40) angeordnet ist, um die Welle (52) des Sezierwerkzeugs (50) zu stützen, wobei die erste Lageranordnung (45) im proximalen Teil des Aufsatzrohres (40) angeordnet ist und die zweite Lageranordnung (47) im distalen Teil des Aufsatzrohres (40) angeordnet ist.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 6, wobei in der Justierposition die zumindest eine Sperrkugel (166) gleitend in mindestens einer der länglichen Ausnehmungen (44) angeordnet ist, um eine Bewegung des Aufsatzrohrs (40) entlang einer Längsachse in Richtung der ersten Koppelanordnung (30) zu erlauben.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 22, wobei in der verriegelten Position die zumindest eine Sperrkugel (166) in mindestens einer der länglichen Ausnehmungen (44) verriegelnd eingreift, um eine Bewegung des Aufsatzrohrs (40) entlang einer Längsachse mit Bezug auf die erste Koppelanordnung (30) zu verhindern.
Chirurgisches Instrument nach Anspruch 8, wobei die erste Koppelanordnung (30) sich entlang einer Längsachse erstreckt und wobei das Aufsatzrohr (40) entlang der Längsachse beweglich ist mit Bezug auf die erste Koppelanordnung (30), wenn die erste Koppelanordnung (30) sich in einer Betriebsposition befindet